某煤礦次煤場(chǎng)輸煤皮帶程序設(shè)計(jì)

齊國慶

【摘 要】本文結(jié)合某煤礦次煤場(chǎng)生產(chǎn)要求，設(shè)計(jì)了一款新型輸煤皮帶系統(tǒng)，通過PLC程序自動(dòng)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。該系統(tǒng)安全可靠，操作簡單，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】輸煤皮帶；PLC；自動(dòng)控制；經(jīng)濟(jì)效益

1 問題的提出

輸煤系統(tǒng)在次煤場(chǎng)占很重要的地位。它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)系到次煤場(chǎng)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。本設(shè)計(jì)為某煤礦次煤場(chǎng)輸煤系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)方案之一，該設(shè)計(jì)擯棄了以往繼電器接觸器控制方式，改為由PLC程序控制。它滿足了新的生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)效益。

2 解決方案

PLC是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制相結(jié)合的產(chǎn)物。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，我們可以把控制程序輸入PLC中，經(jīng)過修改調(diào)試無誤后，對(duì)輸煤皮帶進(jìn)行控制。

利用PLC對(duì)輸煤皮帶進(jìn)行控制，有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）接線量少，故障率低，便于維修和維護(hù)。

2）PLC種類多，資源豐富便于以后升級(jí)改造。

3）接線前可進(jìn)行電腦模擬驗(yàn)證控制邏輯關(guān)系，便于排除設(shè)計(jì)缺陷。

4）PLC有數(shù)據(jù)通信功能，可以通過更改控制程序，對(duì)輸煤皮帶進(jìn)行再升級(jí)。

3 輸煤皮帶的電氣設(shè)計(jì)步驟

1）對(duì)以往輸煤皮帶控制回路進(jìn)行研究，分析接觸器完成動(dòng)作的條件。與實(shí)際操作人員多交流，提取意見，對(duì)輸煤皮帶加以改進(jìn)。

2）選擇PLC的機(jī)型。根據(jù)輸煤皮帶I/O設(shè)備的數(shù)量與類型，確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)應(yīng)留有20%的余量，為系統(tǒng)改造留有余地。

3）設(shè)計(jì)I/O端口連接，繪制I/O接線圖。

4）參照機(jī)床原有的控制電路圖，對(duì)PLC進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。

5）模擬調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。調(diào)試成功后進(jìn)行技術(shù)資料整理、歸檔。

4 輸煤皮帶的實(shí)際設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證PLC對(duì)輸煤皮帶進(jìn)行升級(jí)改造的可行性，具體改造過程如下：

1）明確各電機(jī)的控制過程：

程控操作：a、選擇開關(guān)指向程序控制

b、啟動(dòng)

短時(shí)按下警示鈴按鈕，待現(xiàn)場(chǎng)短時(shí)按下警示鈴按鈕回復(fù)后，方可按下開啟按鈕；

按下開啟按鈕（10秒后除鐵器啟動(dòng)，再過10秒皮帶啟動(dòng)，再過10秒振動(dòng)篩啟動(dòng)，再過10秒刮板機(jī)啟動(dòng)，開啟完成）當(dāng)接觸器吸合時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈亮。

c、停止

按下停止按鈕（刮板機(jī)馬上失電，10秒后振動(dòng)篩失電，再過10秒皮帶失電）；

按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電，停止結(jié)束。

控制箱設(shè)有緊急停止按鈕，按下后刮板機(jī)、振動(dòng)篩、皮帶、除鐵器馬上全停。

d、當(dāng)過載保護(hù)動(dòng)作時(shí)，將按順序停止，

如除鐵器故障，刮板機(jī)、振動(dòng)篩、皮帶、除鐵器馬上自動(dòng)全停；

皮帶故障，刮板機(jī)、振動(dòng)篩、皮帶馬上停，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

振動(dòng)篩故障，刮板機(jī)、振動(dòng)篩馬上停，10秒后停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電；

刮板機(jī)故障，刮板機(jī)馬上停，10秒后停振動(dòng)篩，再過10秒停皮帶，按下除鐵器停止按鈕，除鐵器方可失電。

e、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)（如冒煙等），熱繼電器未動(dòng)作；

按下相應(yīng)故障急停按鈕，停機(jī)順序同過載保護(hù)動(dòng)作；

檢修操作（用于控制單一電機(jī)）：

f、選擇開關(guān)指向檢修控制

就地開關(guān)控制相應(yīng)電機(jī)起停（此時(shí)各接觸器互不相關(guān)，程控回路已斷開）。

2）下圖是輸煤皮帶的電氣主回路：

輸煤皮帶的電氣主回路分析：

每個(gè)電機(jī)都由一個(gè)相應(yīng)接觸器控制，并設(shè)有熱繼電器保護(hù)。

3）清點(diǎn)I/O設(shè)備，選擇PLC型號(hào)：

輸入：旋鈕開關(guān)4個(gè)，按鈕5個(gè)（常開有一個(gè)兩地控制），急停按鈕5個(gè)，轉(zhuǎn)換開關(guān)1個(gè)需要兩個(gè)端口，合計(jì)輸入點(diǎn)數(shù)15點(diǎn)；

輸出：交流接觸器4個(gè)，指示燈4個(gè)，報(bào)警鈴1個(gè)，合計(jì)輸出點(diǎn)數(shù)9點(diǎn)。因?yàn)樾枰粲?0%左右的余量，所以I/O點(diǎn)數(shù)分別在24個(gè)和16個(gè)為宜；皮帶的接觸器動(dòng)作不頻繁，故PLC的輸出采用繼電器方式。因?yàn)槌绦蜉^為簡單，所以選擇性價(jià)比較高的FX1N系列，通過查詢?nèi)鈾C(jī)電PLC選型表，所以選用了FX1n-40MR-001。它的輸入為24點(diǎn)，輸出16點(diǎn)，I/O總點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)。

4）繪制I/O接圖：

5）設(shè)計(jì)輸煤皮帶的PLC程序：

6）經(jīng)模擬調(diào)試及現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試依次啟動(dòng)；依次停止；急停；故障急停；檢修模式全部正常，完成技術(shù)資料的歸檔。

結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，我們可以發(fā)現(xiàn)PLC控制輸煤皮帶有以下的優(yōu)點(diǎn)：

1）元器件邏輯關(guān)系很容易更改，代替了繼電器控制時(shí)拆接線環(huán)節(jié)，節(jié)省時(shí)間。

2）PLC邏輯關(guān)系測(cè)試方便、準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)缺陷很容易被發(fā)現(xiàn)。

3）接線簡單，容易排查接線錯(cuò)誤。

4）設(shè)備故障率大大降低，增加了可靠性。

5）元器件容易的更換位置，輸煤皮帶很容易再升級(jí)。

5 結(jié)束語

利用PLC控制設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，使輸煤系統(tǒng)擁有可靠性高，故障點(diǎn)易排查，操作簡單，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，PLC控制輸煤皮帶，滿足了某煤礦次煤場(chǎng)的生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)效率，并對(duì)安全生產(chǎn)運(yùn)營提供了保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郁漢琪.機(jī)床電氣及可編程序控制器實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].南京工程學(xué)院出版，2000.

[責(zé)任編輯：田吉捷]